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Die Anmeldung betrifft eine Schaltvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2014 217 066 A1 ist eine Kupplung für einen zuschaltbaren Allradantrieb bekannt, bei welchem zwei fluchtende Antriebswellen durch ein Kupplungsteil, welches eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Antriebswellen ermöglicht, miteinander verbunden werden. Die Kupplung weist ein Schaltelement in Form einer Schaltgabel auf, mit welchem ein in axialer Richtung verschiebbares Kupplungsteil derart verschoben wird, dass die formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Antriebswellen hergestellt wird.
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Aus der
WO 2011/098 595 A1 ist eine Kopplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche mindestens eine Kupplung umfasst, die an einer rotierenden Welle angeordnet ist, um die rotierende Welle wahlweise mit einem Antriebselement des Antriebsstrangs zu koppeln. Die Kopplungsanordnung umfasst ferner wenigstens eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung der Kupplung. Die Betätigungseinrichtung ist dazu ausgebildet, wahlweise einen Eingriffsabschnitt mit einem mit der Welle rotierenden Gewindeabschnitt in Eingriff zu bringen, um eine Relativbewegung des Eingriffsabschnitts und des Gewindeabschnitts in Richtung der Achse der rotierenden Welle zu bewirken und die Kupplung hierdurch in axialer Richtung zu betätigen.
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Die
DE 10 2018 213 163 A1 zeigt eine Kupplungsvorrichtung zum Verbinden und/oder Trennen einer ersten Welle und einer zweiten Welle mit einer gemeinsamen Hauptdrehachse, die Kupplungsvorrichtung aufweisend ein zu der Hauptdrehachse koaxial angeordnetes und in Erstreckungsrichtung der Hauptdrehachse begrenzt axial verlagerbares Schaltelement, eine Antriebswandlervorrichtung zum Wandeln einer rotatorischen Antriebsbewegung in eine translatorische Schaltelementbewegung mit einer Steuerkontur und einer Antriebsdrehachse, bei der die Antriebsdrehachse und die Hauptdrehachse zueinander nichtparallel angeordnet sind, und Antriebsstrang mit einer ersten Welle und einer zweiten Welle, wobei die erste Welle und die zweite Welle eine gemeinsame Hauptdrehachse aufweisen und miteinander verbindbar und/oder voneinander trennbar sind und der Antriebsstrang eine derartige Kupplungsvorrichtung aufweist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, eine verbesserte Schaltvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der dazugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine Schaltvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, umfassend ein Gehäuse, in dem eine erste und eine zweite Antriebswelle drehbar gelagert sind, wobei die erste und zweite Antriebswelle koaxial zueinander angeordnet sind, so dass sie eine gemeinsame Rotationsachse aufweisen, und eine schaltbare Kupplungseinrichtung, die zwischen der ersten und der zweiten Antriebswelle angeordnet ist, wobei die Kupplungseinrichtung eine geöffnete Schaltstellung aufweist, in der die erste Antriebswelle gegenüber der zweiten Antriebswelle frei drehbar ist, und die Kupplungseinrichtung eine geschlossene Schaltstellung aufweist, in der die erste Antriebswelle drehfest über die Kupplungseinrichtung mit der zweiten Antriebswelle verbunden ist, wobei die Kupplungseinrichtung ein in Richtung der Rotationsachse unverschiebbares Kupplungselement und ein in Richtung der Rotationsachse mittels eines Steuerelements verschiebbares Kupplungselement umfasst, wobei eine Steuerwelle zum Verstellen des Steuerelements vorgesehen ist, wobei die Steuerwelle einen ersten Teilabschnitt aufweist, der von einem Aktuator antreibbar ist, und einen zweiten Teilabschnitt, der dazu eingerichtet ist, das Steuerelement zu verstellen, wobei der erste Teilabschnitt gegenüber dem zweiten Teilabschnitt verdrehbar gelagert ist, wobei zwischen den beiden Teilabschnitten ein Federelement vorgesehen ist, über das ein Drehmoment des ersten Teilabschnitts auf den zweiten Teilabschnitt übertragbar ist.
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Durch das Federelement kann die zwischen den beiden Kupplungselementen wirkende Kraft vereinfacht eingestellt werden, ohne dass eine aufwendige Sensorik benötigt wird. Ferner kann damit ein ggf. durch Bauteiltoleranzen vorhandenes Spiel zwischen diversen Komponenten der Schaltvorrichtung, beispielsweise zwischen der Steuerwelle und dem Steuerelement, oder auch ein Spiel des die Steuerwelle antreibenden Aktuators ausgeglichen werden. Durch die Integration des Federelements gemäß dieser Anmeldung in die Steuerwelle kann auf weitere federnde und/oder dämpfende Lagerungsmittel für Komponenten der Kupplungseinrichtung verzichtet werden, wodurch ein vereinfachter Aufbau ermöglicht wird.
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Das Federelement im Sinne dieser Anmeldung muss dabei nicht zwangsläufig unmittelbar an dem ersten und/oder zweiten Teilabschnitt der Steuerwelle anliegen; zwischen diesen Komponenten und dem Federelement können noch weitere Bauteile, beispielsweise eine Aufnahme oder eine Halterung für das Federelement, zwischengeschaltet sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kupplungseinrichtung durch eine Klauenkupplung gebildet. Das Federelement kann in besonders vorteilhafter Art und Weise mit einer Klauenkupplung zusammenwirken. Bei dieser Kupplungsart werden die Kupplungselemente durch Klauenkupplungselemente gebildet. Um die Klauenkupplung von der geöffneten Schaltstellung in die geschlossene Schaltstellung zu schalten, müssen die Klauen des einen Kupplungselements in einen Zwischenraum, der durch die Klauen des jeweils anderen Kupplungselements gebildet ist, eingreifen. Durch das Federelement wird während des Schaltvorgangs eine abfedernde Wirkung erzielt, die sich vorteilhaft auf die Betriebsdauer und Betriebsfestigkeit der Schaltvorrichtung auswirkt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der erste Teilabschnitt derart gegenüber dem zweiten Teilabschnitt gelagert, dass das Drehmoment bei einer Rotation des ersten Teilabschnitts in eine erste Richtung auf den zweiten Teilabschnitt durch einen Kraftfluss über das Federelement übertragen wird. Beim Bewegen des verschiebbaren Kupplungselements in Richtung der Rotationsachse der Antriebswellen zu dem unverschiebbaren Kupplungselement kann es vorkommen, dass die Klauen nicht synchronisiert sind, also ein formschlüssiger Eingriff noch nicht möglich ist. Da der die Steuerwelle antreibende Aktuator und das Federelement hinsichtlich der Übertragung der Steuerkraft in Serie geschaltet sind, kann in einem noch nicht synchronisierten Zustand oder auch bei einer zu hohen Relativgeschwindigkeit der beiden Kupplungselemente zueinander in vorteilhafter Weise eine Abweisfunktion realisiert werden. Durch das Federelement kann in solche einem Zustand die durch die Steuerwelle auf das verschiebbare Kupplungselement wirkende Energie aufgenommen werden, bis ein geeigneter Zustand zum Koppeln des unverschiebbaren mit dem verschiebbaren Kupplungselement erreicht ist. Sobald die beiden Kupplungselemente synchronisiert sind, wird die in dem Federelement gespeicherte Energie wieder abgegeben und das verschiebbare Kupplungselement vollständig in die geschlossene Schaltstellung gebracht. Somit kann auf eine Steuerung bzw. Regelung eines die Steuerwelle antreibenden Aktuators verzichtet werden, was beispielsweise eine zusätzliche Sensoreinrichtung erfordern würde. Das Federelement ermöglicht in dieser Konfiguration also einen konstruktiv einfachen Aufbau mit dem ein zuverlässiges Schalten in die geschlossene Schaltstellung ermöglicht wird. Auch Schläge oder Vibrationen, die während des Einkuppelvorgangs auf das verschiebbare Kupplungselement einwirken, können durch das Federelement aufgenommen werden und wirken nicht auf weitere Elemente, wie beispielsweise einen Aktuator, so dass die Betriebsfestigkeit dadurch ebenfalls erhöht wird.
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Vorzugsweise ist der erste Teilabschnitt derart gegenüber dem zweiten Teilabschnitt gelagert, dass das Drehmoment bei einer Rotation des ersten Teilabschnitts in eine zweite Richtung auf den zweiten Teilabschnitt ohne einen Kraftfluss über das Federelement übertragen wird. Die erste Drehrichtung ist dabei der zweiten Drehrichtung entgegengesetzt. Um bei der Rotation in die zweite Drehrichtung eine Übertragung des Drehmoments ohne Kraftfluss über das Federelement zu realisieren, weist vorzugsweise der erste und der zweite Teilabschnitt jeweils eine Kraftübertragungsfläche auf, über die ein Drehmoment von dem ersten Teilabschnitt auf den zweiten Teilabschnitt unmittelbar übertragen werden kann. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Steuerkräfte des Antriebs auf das verschiebbare Kupplungselement beim Schalten in die geöffnete Schaltstellung ohne die Zwischenschaltung von Feder- und/oder Dämpfungselementen vorzunehmen, da so ein verzögerungsfreies entkuppeln möglich ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bewirkt eine Rotation des ersten Teilabschnitts in die erste Richtung ein Schalten der Kupplungseinrichtung in die geschlossene Schaltstellung, und eine Rotation des ersten Teilabschnitts in die entgegengesetzte zweite Richtung ein Schalten der Kupplungseinrichtung in die geöffnete Schaltstellung. Durch diese Zuweisung der Rotationsrichtungen, kann beim Schalten in die geschlossene Schaltstellung die vorteilhafte Wirkung des Federelements genutzt werden und beim Schalten in die geöffnete Schaltstellung ein verzögerungsfreies Schalten ohne die Mitwirkung des Federelements realisiert werden.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem Federelement um eine Drehfeder. Die Drehfeder ist ein kostengünstiges Federelement, das sich mit einfachen konstruktiven Mitteln mit dem ersten und dem zweiten Teilabschnitt der Steuerwelle drehfest verbinden lässt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der erste oder der zweite Teilabschnitt mit einem Ende rotierbar in dem jeweils andern Teilabschnitt gelagert, wobei das Federelement radial in Bezug auf die Rotationsachse der Steuerwelle zwischen dem ersten und dem zweiten Teilabschnitt gelagert ist. Vorzugsweise ist der zweite Teilabschnitt in dem ersten Teilabschnitt gelagert. Das Federelement kann beispielsweise in seiner gesamten axialen Erstreckung in Bezug auf die Rotationsachse der Steuerwelle zwischen dem ersten und dem zweiten Teilabschnitt gelagert sein. Es ergibt sich so ein besonders kompakter Aufbau. Weitere Vorteile sind beispielsweise eine verbesserte Handhabbarkeit bei der Montage und auch eine verbesserte Betriebsfestigkeit, weil das Federelement durch den ersten und zweiten Teilabschnitt von Umgebungseinflüssen geschützt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die maximale relative Rotationsbewegung des ersten Teilabschnitts gegenüber dem zweiten Teilabschnitt durch eine Kontur des zweiten Teilabschnitts definiert ist, in dem eine radiale Erstreckung des ersten Teilabschnitts hineinragt. Es kann so ein Durchdrehen der Teilabschnitte relativ zueinander verhindert werden. Ferner können die Kontur und die radiale Erstreckung jeweils eine Kraftübertragungsfläche aufweisen, über die das Drehmoment bei einer Rotation des ersten Abschnitts in eine zweite Richtung ohne Beteiligung des Federelements übertragen werden kann.
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Vorzugsweise handelt es sich bei der Steuerwelle um eine Ritzelwelle. Die Ritzelwelle weist dementsprechend zumindest in einem Bereich eine Außenverzahnung auf, um mit einem Getriebeelement des Steuerelements zusammenzuwirken. So kann eine konstruktiv einfache Übertragung der Steuerkräfte von der Steuerwelle auf das Steuerelement erfolgen. Das Steuerelement kann beispielsweise durch eine Schiebehülse gebildet sein, die wenigstens eine der beiden Antriebswellen umschließt, wobei an einem Außenumfang der Schiebehülse das Getriebeelement vorgesehen ist. Die Schiebehülse bietet den Vorteil, dass ein besonders einfaches und kostengünstiges Steuerelement realisiert werden kann, das aufgrund seiner Stabilität eine besonders hohe Stellgenauigkeit ermöglicht. Das an dem Außenumfang der Schiebehülse angeordnete Getriebeelement kann beispielsweise nur in einem Teilabschnitt der Schiebehülse vorgesehen sein oder alternativ auch über den gesamten Umfang der Schiebehülse.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Endanschlag für das verschiebbare Kupplungselement vorgesehen, der in Richtung der Rotationsachse der Antriebswellen die Endposition des verschiebbaren Kupplungselements in der geöffneten Schaltstellung festlegt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Endanschlag um ein Material mit elastischen Eigenschaften, beispielsweise um einen Gummipuffer, sodass es beim Auftreffen des verschiebbaren Kupplungselements auf den Endanschlag zu einer Energieabsorption kommt. Durch den Endanschlag können Sensorelemente bzw. eine komplexere Steuerelektronik entfallen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine Schnittansicht einer Schaltvorrichtung;
- 2 eine schematische Darstellung einer Schaltvorrichtung;
- 3 eine schematische Darstellung einer Steuerwelle aus zwei Perspektiven;
- 4 eine perspektivische Darstellung eines Federelements; und
- 5 eine perspektivische Darstellung einer Steuerwelle.
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In 1 ist eine Schaltvorrichtung 1 mit einer ersten Antriebswelle 3 und einer zweiten Antriebswelle 4 dargestellt, die über eine Kupplungseinrichtung 6 drehfest miteinander verbindbar sind.
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Die zweite Antriebswelle 4 umfasst zwei Teilwellen, die über eine Verzahnung 18 drehfest miteinander verbunden sind. Die zweite Antriebswelle 4 ist an einem Ende in einer Aufnahme 19 der ersten Antriebswelle 3 gelagert und über ein Kugellager 20 gegenüber einem Gehäuse 2. Die erste Antriebswelle 3 ist innerhalb des Gehäuses 2 durch ein Kugellager 21 gelagert und durch einen Fortsatz der zweiten Antriebswelle 4, der in die Aufnahme 19 der ersten Antriebswelle 3 hineinragt. Die erste und die zweite Antriebswellen 3 und 4 sind koaxial zueinander ausgerichtet und rotieren daher um eine gemeinsame Rotationsachse 5.
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Jeweils ein Ende der ersten und zweiten Antriebswelle 3 und 4 ragt aus dem Gehäuse 2 heraus. Im montierten Zustand kann die erste Antriebswelle 3 dann beispielsweise mit einem Differentialgetriebe drehfest verbunden sein und die zweite Antriebswelle 4 beispielsweise mit einem Antriebsrad, oder umgekehrt. An den einander zugewandten Enden der ersten und zweiten Antriebswelle 3 und 4 ist die Kupplungseinrichtung 6 vorgesehen, die ein der ersten Antriebswelle 3 zugeordnetes erstes unverschiebbares Kupplungselement 7 sowie ein der zweiten Antriebswelle 4 zugeordnetes verschiebbares Kupplungselement 8 umfasst. Die Kupplungseinrichtung 6 kann in eine geöffnete Schaltstellung geschaltet werden, in der die erste Antriebswelle 3 und die zweite Antriebswelle 4 nicht drehfest miteinander verbunden sind. Ferner kann die Kupplungseinrichtung 6 in eine geschlossene Schaltstellung geschaltet werden, in der die erste Antriebswelle 3 drehfest mit der zweiten Antriebswelle 4 verbunden ist. Die Steuerung der Kupplungseinrichtung 6 erfolgt mittels eines Steuerelements 9, das axial verschiebbar, also in Richtung der Rotationsachse 5, auf der zweiten Antriebswelle 4 gelagert ist. Das Steuerelement 9 ist beispielsweise als Schiebehülse ausgebildet, wobei sich die Hülse ausgehend von einem Getriebeelement 17 bis zu der Stelle erstreckt, an der die Steuerkräfte über ein Wälzlager 12 in das verschiebbare Kupplungselement 8 eingeleitet werden. Das Getriebeelement 17 ist vorzugsweise durch eine Außenverzahnung gebildet.
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Beim Schalten der Kupplungseinrichtung 6 von der geöffneten in die geschlossene Schaltstellung wird eine Steuerwelle 10, die durch eine Ritzelwelle gebildet ist, durch einen Aktuator 36 (siehe 2) angetrieben, sodass diese um eine Rotationsachse 13 rotiert. Die Steuerwelle 10 überträgt dann die Steuerkräfte über das Steuerelement 9 und das Wälzlager 12 auf das verschiebbare Kupplungselement 8.
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Bei einer Rotation der Steuerwelle 11 in eine erste Richtung 31 (siehe 2) wird das Steuerelement 9 und damit auch das verschiebbare Kupplungselement 8 in der 1 in Richtung des unverschiebbaren Kupplungselements 7 bewegt, sodass die Kupplungseinrichtung 6 in die geschlossene Schaltstellung geschaltet wird.
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Wird die Steuerwelle 10 in eine zweite Richtung 32 (siehe 2) rotiert, dann erfolgt eine Bewegung des Steuerelements 9 und des verschiebbaren Kupplungselements 8 in entgegengesetzter Richtung, sodass die Kupplungseinrichtung 6 in die geöffnete Schaltstellung geschaltet wird. In der geöffneten Schaltstellung liegt das verschiebbare Kupplungselement 8 dann an einem Endanschlag 14 an, der vorzugsweise durch einen Gummipuffer gebildet ist.
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In 2 ist eine schematische Darstellung der Schaltvorrichtung 1 gemäß der bereits aus 1 bekannten ersten Ausführungsform dargestellt. Es wird daher nachfolgend nur auf die ergänzend dargestellten Merkmale eingegangen. Die 2 zeigt dabei die geschlossene Schaltstellung, in der die Klauen 24 (schematisch dargestellt) der Kupplungselemente 7 und 8 in Eingriff stehen. Zur verschiebbaren Lagerung des Steuerelements 9 ist ein Lagerelement 22 vorgesehen, das parallel zu der Rotationsachse 5 ausgerichtet ist. Das Lagerelement 22 ist vorzugsweise durch einen Stift gebildet, der unbeweglich in dem Gehäuse 2 gelagert ist. Das Steuerelement 9 weist eine Aufnahme 23 für das Lagerelement 22 auf, sodass eine verschiebbare Bewegung des Steuerelements 9 in Richtung der Rotationsachse 5 ermöglicht wird. Die Aufnahme 23 ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass das Steuerelement 9 in tangentialer Richtung gesichert ist, sich also nicht verdrehen kann. Dies ist vorteilhaft, weil trotz des Wälzlagers 12 bei einer Rotation des verschiebbaren Kupplungselements 8 ein Drehmoment um die Rotationsachse 5 auf das Steuerelement 9 wirken kann.
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In 2 ist die Steuerwelle 10 umfassend einen ersten Teilabschnitt 15, einen zweiten Teilabschnitt 16 und ein Federelement 11 dargestellt, wobei die Übertragung eines Drehmoments von dem ersten Teilabschnitt 15 auf den zweiten Teilabschnitt 16 über das Federelement 11 erfolgt.
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Wie in 3 dargestellt ist das Federelement 11 radial in Bezug auf die Rotationsachse 13 der Steuerwelle 10 zwischen dem ersten Teilabschnitt 15 und im zweiten Teilabschnitt 16 angeordnet. Ferner ist das Federelement 11 auch axial in Bezug auf die Rotationsachse 13 vollständig von dem ersten Teilabschnitt 15 und im zweiten Teilabschnitt 16 umgeben, so dass das Federelement 11 in der Steuerwelle 10 integriert ist.
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4 zeigt eine perspektivische Darstellung des Federelements 11, das durch eine Drehfeder gebildet ist. Das Federelement 11 weist ein erstes Federende 29 auf, das mit dem zweiten Teilabschnitt 16 drehfest verbunden ist, und ein zweites Federende 30, das mit dem ersten Teilabschnitt 15 drehfest verbunden ist.
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In der linken Darstellung der 3 ist die Steuerwelle 10 in einer Frontalansicht dargestellt, wobei der erste Teilabschnitt 15 eine nach radial innen in Bezug auf die Rotationsachse 13 geöffnete Kontur 25 aufweist. In die Kontur 25 greift eine radiale Erstreckung 26 des zweiten Teilabschnitt 16 ein, sodass die Verdrehbewegung der Teilabschnitte 15 und 16 zueinander begrenzt wird.
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Bei einer Rotation des ersten Teilabschnitts 15 in die erste Richtung 31 wirkt ein Drehmoment über das Federelement 11 auf den zweiten Teilabschnitt 16, sodass dieser ebenfalls in die erste Richtung 31 mitgedreht wird. Der maximale Federweg 27 des Federelements 11 wird durch die Dimensionierung der Kontur 25 und der Erstreckung 26 zueinander festgelegt. Der erste Teilabschnitt 15 lässt sich vorzugsweise um 10° bis 180° gegenüber dem zweiten Teilabschnitt 16 verdrehen, weiter vorzugsweise um 45° bis 135°, insbesondere vorzugsweise um 70° bis 110°.
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Bei einer Schaltung der Kupplungseinrichtung 6 von der geöffneten in die geschlossene Schaltstellung wird der erste Teilabschnitt 15 von dem Aktuator 36, der nicht Bestandteil der Schaltvorrichtung 1 ist, in eine erste Richtung 31 angetrieben. Der Aktuator 36 überträgt das Drehmoment über ein Verbindungsmittel 28 (siehe 5) des ersten Teilabschnitts 15 auf die Steuerwelle 10. Über das Federelement 11 wird das Drehmoment des ersten Teilabschnitts 15 auf den zweiten Teilabschnitt 16 übertragen, sodass ein Drehmoment über eine Außenverzahnung 34 des zweiten Teilabschnitts 16 auf das Getriebeelement 17 des Steuerelements 9 übertragen wird. Das Steuerelement 9 bewegt dann das verschiebbare Kupplungselement 8 in Richtung des unverschiebbaren Kupplungselements 7, sodass die geschlossene Schaltstellung erreicht wird.
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Dieser Schaltvorgang in die geschlossene Schaltstellung erfolgt mittels der federnden Wirkung des Federelements 11. Bei der Kupplungseinrichtung 6 handelt es sich um eine Klauenkupplung, sodass die geschlossene Schaltstellung der Kupplungseinrichtung 6 erst erreicht ist, wenn die Klauen 24 der jeweiligen Kupplungselemente 7 und 8 miteinander vollständig in Eingriff stehen. Durch die Federkraft des Federelements 11 wird das verschiebbare Kupplungselement 8 mit einer vordefinierten Kraft gegen das unverschiebbare Kupplungselement 7 gedrückt. Wenn die Klauen 24, die ebenfalls schematische in 2 dargestellt sind, der beiden Kupplungselemente 7 und 8 nicht synchronisiert sind, ist ein einrasten in die geschlossene Schaltstellung noch nicht möglich. Durch das Federelement 11 kann die Steuerwelle 10 dennoch weiterhin die Stellkraft bzw. Stellbewegung auf das Steuerelement 9 ausüben, weil das Federelement 11 diese Bewegung kompensieren kann. Sobald dann durch eine Relativbewegung der ersten Antriebswelle 3 gegenüber der zweiten Antriebswelle 4 die Klauen 24 der beiden Kupplungseinrichtungen 7 und 8 synchronisiert sind, kann das Federelement 11 die gespeicherte Stellenergie über den zweiten Teilabschnitt 16, das Steuerelement 9 und das Wälzlager 12 an das verschiebbare Kupplungselement 8 abgeben, sodass dieses vollständig in die geschlossene Schaltposition verbracht wird. Der die Steuerwelle 10 antreibender Aktuator 36 muss daher nicht aufwendig gesteuert bzw. unter Zuhilfenahme von Sensoren geregelt werden.
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Beim Schalten der Kupplungseinrichtung 6 von der geschlossenen in die geöffnete Schaltstellung wird der erste Teilabschnitt 15 der Steuerwelle 10 über den Aktuator 36 in eine zweite Richtung 32 rotiert. Die Kontur 25 des ersten Teilabschnitts 15 bewegt sich gegenüber der Erstreckung 26 bis die Erstreckung 26 an einer Kraftübertragungsfläche 35 der Kontur 25 zur Anlage gelangt. Das Drehmoment des ersten Teilabschnitts 15 kann damit über die unmittelbar anliegende Erstreckung an einer Kraftübertragungsfläche 35 der Kontur 25 auf den zweiten Teilabschnitt 16 übertragen werden. Das Drehmoment des ersten Teilabschnitts 15 wird somit ohne federnde Wirkung auf den zweiten Teilabschnitt 16 übertragen. Die Stellkräfte können dann über die Außenverzahnung 34 des zweiten Teilabschnitts 16 auf das Getriebeelement 17 des Steuerelements 9 übertragen werden (siehe 1 und 2). Das Steuerelement 9 wird dann gemeinsam mit dem verschiebbaren Kupplungselement 8 von dem unverschiebbaren Kupplungselement 7 wegbewegt, sodass die Kupplungseinrichtung 6 in die geöffnete Schaltstellung geschaltet wird. Durch die Vermeidung eines Kraftflusses über das Federelement 11 bei dem Schaltvorgang in die geöffnete Schaltstellung kann eine effiziente und verzögerungsfreie Entkopplung erfolgen. In der geöffneten Schaltstellung liegt das verschiebbare Kraftübertragungselement 8 dann an dem Endanschlag 14 an.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltvorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- erste Antriebswelle
- 4
- zweite Antriebswelle
- 5
- Rotationsachse (der Antriebswelle)
- 6
- Kupplungseinrichtung
- 7
- unverschiebbares Kupplungselement
- 8
- verschiebbares Kupplungselement
- 9
- Steuerelement
- 10
- Steuerwelle
- 11
- Federelement
- 12
- Wälzlager
- 13
- Rotationsachse (der Steuerwelle)
- 14
- Endanschlag
- 15
- erster Teilabschnitt (der Steuerwelle)
- 16
- zweiter Teilabschnitt (der Steuerwelle)
- 17
- Getriebeelement
- 18
- Verzahnung
- 19
- Aufnahme
- 20
- Kugellager
- 21
- Kugellager
- 22
- Lagerelement
- 23
- Aufnahme (für Lagerelement)
- 24
- Klauen
- 25
- Kontur
- 26
- Erstreckung
- 27
- Federweg
- 28
- Verbindungsmittel
- 29
- erstes Federende
- 30
- zweites Federende
- 31
- erste Richtung (der Rotation der Steuerwelle)
- 32
- zweite Richtung (der Rotation der Steuerwelle)
- 33
- Ende (des zweiten Teilabschnitts)
- 34
- Außenverzahnung
- 35
- Kraftübertragungsfläche
- 36
- Aktuator
